CN107513931A - 可调频摆振水泥路面共振破碎装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置，包括动力系统、偏心激振器、限值缓冲器、弹性支撑梁、质量块、破碎锤、可调质量配重和减振器等。偏心激振器在破碎锤上方或与破碎锤错后安装，用于激起弹性支撑梁及破碎锤绕前支点的摆振。限值缓冲器安装于偏心激振器与弹性支撑梁之间，可防止破碎锤的冲击反力对偏心激振器造成破坏。可调质量配重安装于弹性支撑梁的后端，可实现共振破碎装置固有频率的调节。弹性支撑梁前支点由质量块定位，后支点通过减振器与行走机械机架相连。本装置通过破碎锤激起水泥路面的共振，在破碎锤、弹性支撑梁和水泥路面板块耦合系统的共振中，水泥路面发生均匀高效碎裂，达到共振破碎的目的，且不损坏原有路基。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程和工程机械技术领域，具体涉及一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置。
背景技术
水泥路面共振破碎技术由于可以均匀破碎水泥路面，与传统的多锤头破碎机、箱式破碎机等相比，不会对路基造成破坏，对环境影响小，破碎施工效率高，可有效防止或延缓沥青混凝土面层出现的反射裂缝等病害，具有极大的应用潜力。但是，目前存在的水泥路面共振破碎机械均具有能耗高、共振梁受力大、易损坏、寿命短等技术缺陷，技术推广受到较大限制。
目前存在的梁式水泥路面共振破碎机械，其激振装置安装在共振梁的末端，通过梁的共振将激振力传递到梁的前端，这使得共振梁在共振和传送全部激振能量的同时，承受着极大的高频交变应力冲击，造成共振梁在工作过程中很容易断裂，这也是对个别水泥路面无法破碎的根本所在，也造成了这一装置的使用成本大幅增高和工作效率急剧降低。另外，目前存在的梁式水泥路面共振破碎机械，其共振梁装置的固有频率一般都是固定的，很难根据不同的路面工况进行参数调整，因此不能适应不同水泥路面的破碎特性，且使得设备功耗加大。现有技术也有提出采用调节共振梁支撑位置的方式进行固有频率的调整，但是这种方案一方面使共振梁支撑位置处的结构变得非常复杂，容易造成应力集中而过早破坏，另一方面当调节支撑位置时，需要停车对共振梁进行重新装配，耗费的时间长，效率低下，影响生产。
现有的箱式水泥路面共振破碎机械，在振动破碎系统中安装有橡胶减振系统用以提供弹性支承和隔离车架受到的振动冲击，在使用过程中减振系统的剪切式橡胶减振器、偏心轴和传动系统等很容易损坏失效，不仅影响施工效率，更增加了施工成本和能耗。
因此，设计一种既能够有效实现水泥路面共振破碎，又能够大规模应用、经济性好的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置。该装置能良好地实现水泥路面的共振破碎，且破碎均匀，对路基无损坏，施工效率高，对周围环境影响小。因该装置可通过调整可调质量配重的质量轻松实现固有频率的可调，且激振器直接安装于破碎头上方或错后安装于破碎头上方，系统通过摆振进行激振，弹性支撑梁不直接传输激振功率，可以大幅降低弹性支撑梁的最大工作应力，有效提高弹性支撑梁的耐久性，调整灵活方便，所以装置寿命长、效率高、经济性好，适宜大规模应用。
本发明所采用的技术方案是：
一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置，包括动力系统、偏心激振器、限值缓冲器、弹性支撑梁、质量块、前支点、破碎锤、可调质量配重、减振器和后支点。
所述的弹性支撑梁的中间部分通过前支点和后支点进行支撑，两端一端连接破碎锤，另一端连接质量块；所述的偏心激振器设置在破碎锤上方或与破碎锤错后安装，用于激起破碎锤在弹性支撑梁支持下绕前支点的摆动振动；所述的限值缓冲器安装于偏心激振器和弹性支撑梁之间，可防止破碎锤工作时的冲击反力直接作用于偏心激振器，从而对激振器系统造成破坏。
进一步的，所述的弹性支撑梁前支点由质量块定位，后支点通过减振器与行走机械机架相连。
进一步的，所述可调质量配重固定结构安装在弹性支撑梁的最后端，可以通过增减配重质量调节系统的固有频率。
进一步的，所述的动力系统为偏心激振器提供动力，偏心激振器产生激振力在弹性支撑梁的支撑下激起锤头的摆动振动而打击水泥路面，引起水泥路面的共振碎裂。
进一步的，所述的质量块铰接在前支点上，通过对质量块的质量和结构参数进行设计可防止系统漂浮。
进一步的，所述弹性支撑梁系统的固有频率可在40～50Hz范围内进行调频，从而可以适应具有不同固有频率的水泥路面和变化的工况条件。
进一步的，所述偏心激振器的工作频率通过振动反馈系统调整变频电机转速，从而使系统激振频率在40～50Hz范围内可调，与具有不同固有频率的水泥路面相适应。
进一步的，所述偏心激振器在弹性支撑梁的前端与锤头直接或错后安装，从而可以充分利用激振器自身和弹性支撑梁的摆动共振能量，对路面进行破碎。
进一步的，所述偏心激振器与锤头或弹性支撑梁之间安装有限值缓冲器，限值缓冲器应对破碎锤或弹性支撑梁具有正向振动放大和对偏心激振器具有反向隔离冲击反力的能力。
本发明的有益效果如下：
通过采用上述方案，本发明实现了水泥路面的共振破碎，破碎均匀，对路基无损坏，效率高。与原有技术相比，本发明中偏心激振器与破碎锤头直接或错后安装且其间安有限值缓冲器，既可以方便地激起系统共振，且可防止破碎锤的反冲击损坏偏心激振器。另外，本系统可以通过调整可调质量配重的质量使共振破碎装置的固有频率随时可调，各种工况条件下使用灵活方便。最后，本发明中的弹性支撑梁只起弹性支撑作用，因而受力小、寿命长。所以可以想见，本破碎装置功耗最佳，经济性好，可大规模应用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置主体结构示意图。
图中：动力系统1、偏心激振器2、限值缓冲器3、弹性支撑梁4、质量块5、前支点6、破碎锤7、可调质量配重8、减振器9、后支点10。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明中所述的“前支点”是指靠近破碎锤的支点，所述“后支点”是指靠近可调质量配重的支点。
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：
如图1所示，一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置，主要包括：动力系统1、偏心激振器2、限值缓冲器3、弹性支撑梁4、质量块5、前支点6、破碎锤7、可调质量配重8、减振器9和后支点10等。动力系统1为偏心激振器2提供动力；偏心激振器2产生激振力激起弹性支撑梁4和破碎锤7等的绕前支点6摆动共振，进而破碎锤7打击水泥路面，引起水泥路面的共振碎裂；质量块5通过前支点6可防止振动系统漂浮。
偏心激振器2安装在弹性支撑梁4的前端，减除了主工作能量通过弹性支撑梁4的振动传递，大幅降低了弹性支撑梁4的变形和应力，使得弹性支撑梁4可长期连续工作。
偏心激振器2和破碎锤7之间安装有限值缓冲器3，可减少破碎锤7的冲击反力对偏心激振器2的破坏。
弹性支撑梁4的后支点10通过减振器7与车架连接，可减少工作过程中振动对车架的冲击。
弹性支撑梁4的后端安装有可调质量配重8，通过调节配重8的质量，调节弹性支撑梁系统的固有频率，适应不同路面的破碎要求。
偏心激振器2的工作频率在40～50Hz范围内可调，通过调节安装在弹性支撑梁4后端的配重质量8使弹性支撑梁系统的固有频率在40～50Hz范围内可调频。水泥路面的固有频率一般在42～48Hz之间。
本装置通过破碎锤振动激起水泥路面的共振，在偏心激振器、破碎锤、弹性支撑梁和水泥路面板块耦合系统的共振中，水泥路面发生高效碎裂，达到共振破碎的目的。该装置能够均匀高效地进行水泥路面破碎，且不损坏原有路基。
使用水泥路面共振破碎装置包括以下过程：
动力系统1驱动偏心激振器2运行，偏心激振器2产生激振力激起弹性支撑梁4系统的稳态振动，偏心激振器带动弹性支撑梁4和破碎锤7一起摆动振动，破碎锤7打击水泥路面，使水泥路面发生共振而自发碎裂。所述可调频水泥路面共振破碎装置能够持续产生高频低幅的振动能量，并通过破碎锤7将能量传递到水泥路面内，使水泥路面因共振产生均匀碎裂，而不会对路基造成破坏。限值缓冲器3降低来自破碎锤7的反冲击力，保护偏心激振器2。弹性支撑梁4在后支点10通过减振器9与机架相连，减少工作过程中弹性支撑梁4振动对机架的冲击；可调质量配重8安装在弹性支撑梁4的最后端，通过调整其质量，可以使振动系统的固有频率在40～50Hz范围内调频。
与现有技术相比，本发明中的偏心激振器与破碎锤直接或错后安装，中间有限值缓冲器相隔，既能方便地激起破碎锤绕前支点的摆动振动，又能隔离锤头冲击反力对偏心激振器的过载冲击，防止了激振器的过早损坏。另外，本系统可以通过调整可调质量配重的质量使共振破碎装置的固有频率随时可调，适应各种工况条件，满足不同路面的破碎要求，装配简单，灵活方便。最后，本发明中弹性支撑梁起到弹性支承作用，不传输激振功率，系统通过摆振进行激振，可以大幅降低弹性支撑梁的最大工作应力，有效提高弹性支撑梁的耐久性，所以寿命长、经济性好。
以上虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，包括动力系统、偏心激振器、限值缓冲器、弹性支撑梁、质量块、前支点、破碎锤、可调质量配重、减振器和后支点；
所述的弹性支撑梁的中间部分通过前支点和后支点进行支撑，弹性支撑梁的一端安装破碎锤，另一端安装可调质量配重；所述的偏心激振器设置在破碎锤上方或与破碎锤错后安装，用于激起破碎锤在弹性支撑梁支持下绕前支点的摆动振动；所述的限值缓冲器安装于偏心激振器和弹性支撑梁之间，可防止破碎锤工作时的冲击反力直接作用于偏心激振器，从而对激振器系统造成破坏；所述的动力系统为偏心激振器提供动力，偏心激振器产生激振力在弹性支撑梁的支撑下激起锤头的摆动振动而打击水泥路面，引起水泥路面的共振碎裂；所述的质量块通过前支点定位弹性支撑梁，并且防止破碎锤的漂浮。
2.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述的弹性支撑梁前支点由质量块定位。
3.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述的弹性支撑梁后支点通过减振器与行走机械机架相连。
4.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述弹性支撑梁系统的固有频率可在40～50Hz范围内进行调频。
5.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述偏心激振器的工作频率在40～50Hz范围内可调。
6.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述可调质量配重安装在弹性支撑梁的后端位置。
7.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，通过对质量块的质量和结构参数进行设计防止系统漂浮。
8.如权利要求1所述的可调频摆振水泥路面共振破碎装置，其特征在于，所述的限值缓冲器对破碎锤或弹性支撑梁具有正向振动放大和对偏心激振器具有反向隔离冲击反力的能力。
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